Die intelligente Fabrik ist da: Die wichtigsten IIoT-Funktionen für den modernen Industriebetrieb

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Zusammenfassung: IIoT ist heutzutage vielleicht das größte Schlagwort in der Fabrikautomation, und IIoT-Technologien beeinflussen bereits die Art und Weise, wie Fabriken betrieben werden. Darum ist es wichtig, die verwendeten Fachbegriffe zu verstehen, zu erkennen, wie IIoT-Technologien bereits in intelligenten Fabriken implementiert werden, und Ihr Unternehmen auf die Zukunft vorzubereiten.   Der folgende Artikel geht schwerpunktmäßig auf drei entscheidende IIoT-Funktionen in der intelligenten Fabrik ein: Fernüberwachung, prognosengestützte Wartung und Prozessoptimierung. 

Was ist eine intelligente Fabrik bzw. Smart Factory?

Intelligente Fabriken, auch als Smart Factorys bezeichnet, sind ein wichtiger Bestandteil des Internet of Things (IoT).  Der Begriff IoT (Internet of Things, Internet der Dinge) beschreibt die Technologien, die Objekte - von der Unterhaltungs- und Haushaltselektronik bis hin zu Industriekomponenten - mit dem Internet vernetzen.  Der Begriff Industrial Internet of Things (IIoT, Industrielles Internet der Dinge) bezieht sich hingegen speziell auf den Einfluss dieser Innovation auf Industrieanwendungen.

IoT/IIoT-Technologien bilden zusammen "intelligente" Netzwerke.  Die Funktechnologien eines intelligenten Heims verbinden zum Beispiel die Hausbesitzer mit der gesamten Technik im Haus - vom Garagentor bis zum Kühlschrank - und ermöglichen den Fernzugriff über das Smartphone.  

Ähnlich verhält es sich auch bei der intelligenten Fabrik: Die Betriebsleiter haben Fernzugriff auf Maschinen mit Funkverbindung - und Zugriff auf jede Menge Daten zum Betrieb dieser Maschinen - durch Automatisierung der Kommunikation zwischen Industrieautomationsanlagen und -systemen. Die Datenverfügbarkeit ist eines der Markenzeichen des IIoT, weil Unternehmen Daten dadurch sinnvoller nutzen können, einschließlich der Ermöglichung der prognosengestützten Wartung von Maschinen.   

Wichtigste Funktionen von intelligenten Fabriken

Die drei wichtigsten Funktionen von intelligenten Fabriken sind Fernüberwachung, prognosengestützte Wartung und Prozessoptimierung.   Lesen Sie weiter, um Beispiele für jede dieser Funktionen in intelligenten Fabriken aus der Praxis kennenzulernen.

Fernüberwachung

Die Einsicht in den Betriebsstatus von Maschinenkomponenten (sowohl historisch als auch in Echtzeit) erlaubt Betriebsleitern die schnelle Fernüberwachung und -diagnose von Systemen sowie die Erkennung und Lösung von Problemen, bevor diese die Maschinenverfügbarkeit und die Produktivität beeinträchtigen. 

Zum Beispiel können Bediener anhand von Turmlampen mit Funkkommunikation die Maschinenleistung fernüberwachen, ohne umständliches, kostspieliges Verlegen von Kabeln. Die Lichter zeigen den Maschinenstatus optisch an, während Aktualisierungen über ein geschütztes Funknetzwerk an ein Remotegerät übermittelt werden. Dadurch wird eine Aktion ausgelöst oder ein Bediener an einer Arbeitsstation fern von der Maschine zum Eingreifen aufgefordert.

Die von diesen Geräten protokollierten Daten können außerdem in Berechnungen der Gesamtmaschineneffektivität verwendet werden.  Bediener können nicht nur schnell auf Warnungen reagieren, sobald diese ausgegeben werden, sondern anhand von historischen Daten können auch die Maschinenbetriebszeiten, das Produktionsvolumen, Ausschussteile und andere wichtige Kennzahlen verfolgt werden.

Prognosengestützte Wartung

Prognoseanalysen ermöglichen eine genauere Planung der Maschinenwartung. Hierdurch können Maschinenausfallzeiten verringert, die durchschnittliche Zeit zwischen Ausfällen (Mean Time Between Failure, MTBF) erhöht und Kosten für unnötige vorbeugende Wartung und Ersatzteilvorräte gesenkt werden.

Mit der prognosengestützten Wartung werden viele unbekannte Variablen eliminiert, weil die Wartungsentscheidungen auf der Grundlage von historischen und Echtzeitdaten von der Maschine selbst getroffen werden können.  Zum Beispiel können Vibrations- und Temperatur-Funksensoren, wie die Sensoren der Bauform QM42VT von Banner, Anzeichen für falsch ausgerichtete, lose oder abgenutzte Teile einer Maschine erfassen.  Die Funksensoren übermitteln diese Informationen daraufhin an einen Funk-Controller, der die Daten sofort (über SMS- oder E-Mail-Warnungen) verfügbar macht und für die langfristige Analyse speichert.   

Durch die Echtzeit-Überwachung von Maschinenkomponenten auf zunehmende Vibration und Temperaturanstieg können Probleme erkannt und behoben werden, bevor sie zu schwerwiegend werden und zusätzliche Schäden verursachen oder zu ungeplanten Stillstandszeiten führen.  Im Laufe der Zeit entsteht durch die historischen Daten ein wertvolles Protokoll zur Maschinenleistung, das anschließend für informationsgestützte Wartungsentscheidungen herangezogen werden kann.  

Prozessoptimierung

Die von IIoT-Technologien bereitgestellte Vernetzung ermöglicht die reibungslose Kommunikation zwischen Maschinen, Komponenten und Menschen.   Diese Vernetzung ermöglicht die datengesteuerte Prozessoptimierung - Effizienz und Produktivität werden gesteigert. 

Zum Beispiel kann ein Funkbenachrichtigungssystem eingesetzt werden, um leitendes Personal und Techniker zur Produktionsstraße zu rufen. Dadurch brauchen diese nicht ständig die einzelnen Produktionsstraßen zu überprüfen, und die Arbeiter brauchen ihren Arbeitsplatz nicht zu verlassen, wenn sie Hilfe brauchen. 

Ein solches System könnte so eingerichtet werden, dass ein Bediener eine Taste drückt oder einen Schalter betätigt, um den Vorgesetzten oder Techniker zur Produktionsstraße zu rufen. Eine mit den Ausgängen am Gateway verbundene Turmlampe würde dann anzeigen, welche Produktionsstraße die Aufmerksamkeit des Vorgesetzten erfordert, und es könnten verschiedene Farben zugewiesen werden, um zwischen der Anforderung eines Technikers (Gelb) oder des Vorgesetzten (Rot) zu unterscheiden.  

Durch den Einsatz eines Funknetzwerks mit vernetzten Geräten zur Vereinfachung der Kommunikation können Vorgesetzte, Techniker und Produktionsarbeiter ihre Zeit effizienter und produktiver einsetzen. In ähnlicher Weise kann eine Funklösung bei Anwendungen zur  Bestückung und Teileanforderung verwendet werden. 

Fazit

Die Funktionen des IIoT bieten Möglichkeiten, die darauf schließen lassen, dass diese Technologien nicht nur kurzfristige Investitionen oder Lösungen für unmittelbare Probleme darstellen. Vielmehr ermöglichen sie fortlaufende Verbesserungen, weil sie den Unternehmen die Möglichkeit geben, neue Probleme zu lösen, wenn diese auftreten - so rentiert sich die Investition im Laufe der Zeit. 


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